基于MatlabSimulink光伏电池模型的研究概要Word下载.docx

1、，。，：）；引言电池的模型往往很少，且无法应用于各种仿真和电力工程计算中。目前，多晶硅太阳能电池的实验室效率已超过，前景很好。本模型以数据参考手册参数为基准，用到了厂商提供的多晶硅太阳能电池标准下的参数。本文从光伏电池数学模型入手，在的仿真系统中，建立了一种实用性较强的光伏电池模块仿真模型，该模型忽略了一些次要因素的影响，在不同太阳辐射强度和温度下模拟出太阳电池阵列的输出特性，并且将仿真模型结果与实际太阳电池阵列的测量结果进行了比较，工程应用精度在误差允许范围内，为光伏系统研究提供了极大的参考价值。光伏电池特性硅太阳能电池的特性可用一个等效电路来描述：兄随着经济的发展，人口的增加，化石能源逐步

2、消耗，能源危机问题日益严重。在这样的背景下，太阳能作为一种巨量的可再生能源，引起了人们的重视，各国政府正在逐步推动太阳能光伏发电产业的发展。但是，大多数的光伏发电系统都是基于经验公式进行设计的，为了对整个设计系统进行验证和优化，有必要研究适用于光伏发电系统工程设计应用的仿真模型。由于太阳能电池阵列是光伏发电系统的核心部件，所以在光伏发电系统中，对太阳能电池阵列仿真模型的研究至关重要。太阳能电池技术发展很快，目前比较成熟且广泛应用的是经归类的太阳能电池。在年，全球太阳能电池的产量为，到年预计达到，比年增加。其中，单晶硅电池占，多晶硅电池占，薄膜电池占。国内外太阳能行业都在围绕提高太阳能电池的光转

3、换效率和降低成本这两大目标开展研究工作。太阳能电池通过串并联组合成光伏阵列使用，但针对单个太阳能）图争凡收稿日期：卜太阳能电池等效电路万方数据第期杨金孝等：。根据图中电压与电流的参考方向，得出晋遍使用的太阳能电池通用模型：（）（）（）（）铀“赤等一】导一”以，訾（）（）以大，。的实际值很小，故有：，由于实际当中，太阳能并联电阻小的实际值很乩。（铹）。，式中：。，。，。为个标准参考技术值；。为太阳光强参考值为刀，一押，（志差）一（）。；。为电池参考温度，为；，为任意太阳光强和电池温度；，丁，均为中间变量；，为补偿系数，仿真曲线及结果由图得到该模型的仿真曲线（仿真采用变步长算法，仿真时间设为，设最

4、大步长为）。在温度一时，测得光照强度为，忌（丁一丁）旦（）唧【丽（：一亍）。太阳能电池模型的内部结构如图所示。（），为太阳能电池的输出电流、电压（单位：，）；咒。，砩为光伏阵列串列和并联的电池个数；为太阳能电池光生电流，单位为；。为短路电流，单位为；为电子电量（，）；量为波尔兹曼常数（，时的光）；为无纲量任意曲线的拟合常数，取值在伏阵列电池卜，曲线如图，图所示。之间；为太阳能电池绝对温度（单位：）；为太阳能电池参考温度（单位：为太阳能电池阵列反向饱和电流（单位：）；为二极管反向饱和电流（单位：为硅的禁带宽度；。为短路电流温度系数；为光照强度（单位：）。光伏组件的建模、及仿真光伏组件模型的数学表

5、达和模型建立由于现有硅太阳能电池工程数学模型精度不高，方法不够简化，容易出错的缺点，基于硅太阳能电池的理论数学模型，本文提出一种改进的硅太阳能电池非线性工程简化数学模型。该模型是利用工具，在光伏电池物理数字模型的基础上，建立的一种简洁光伏电池仿真模型。该模型忽略一些次要因素的影响，根据厂商提供的多晶硅太阳能电池作为参考川。下面给出一图、太阳能电池模型，测试条件下的个电气参数，即短路电流。、开路电压。、最大功率点电流。和最大功率点电压。矿，首先给出仿真模型的数学表达式为：（一每）（一丧）一（瓦一）（）图时，光伏电池的曲线）现代电子技术年第卷图丁时，光伏电池的曲线在光照强度为，测得温度分别为，时的

6、光伏阵列电池，曲线如图，图所示。，一”如柚如”加们图时，光伏电池的曲线图群时，光伏电池的曲线由图，图可知，在温度不变的情况下，随着光照强度的不断升高。最大功率点也在逐渐增大。由图，图可知，在光照强度不变的情况下，随着温度的升高，最大功率点在逐渐减小。仿真结果表明，该模型比完全采用数学建模或用钉函数建模相比，结构简单，易于操作，只需要相关参数就可以模拟出与实际情况相近的特性曲线。实测结果与估算结果的比较在考虑了任意光强和温度下串联电阻。参数的影响后，对该模型进行了太阳能电池输出电气特性试验。根据测得的太阳能电池阵列，对在任意选取的太阳辐射强度（）、电池温度（）下，不同负载的电流电压值”和对应条件

7、的工程简化模型进行了仿真结果对比。实验与仿真结果的对比如图图所示（为仿真曲线；为实验曲线）。图，丁如私加图，一时蠢”如”加图，丁一时表为不同光照强度和电池温度下该模型的仿真数据和实验数据之相对误差对比。裹最大相对误差比较值仿真实验条件最大相对误差（）。由表中数据可以看出，该模型精度满足了通常工程应用要求的精度范围以下。结语本文的光伏组件的数学模型是在环境下，利用其数学模型建立了块的仿真模型。经仿真实验结果表明，该模型算法简单，在结构上有了一定的改进，使结构简化，提高了运算速率。本文模型仿真结果和与实验测得结果对比，比较结果表明，该模型的最大相对误差都在工程允许的精度内，与传统方法比进一步提高了

8、精度，对于研究人员和后续工作来说，也极具参考价值。（下转第页）年第卷与热敏电阻阻值的关系。由表中数据可以看出，其热敏电阻值与输出电压的关系与图模拟仿真结果基本一致，误差不超过。裹未经过制冷有源温控系统的测试数据源，同时建立基于半导体传感器的温控监测电路，形成一个完整的闭环控制系统，通过主动散热的方式为大功率高效可靠的工作提供保证。此系统的设计经过实验论证，证实此方法准确，有效，具有开发的价值。参考文献陈咏，郑代顺，钱可元功率型白光研究进展中国照明电器，（）：刘宏，张晓晶高亮度白光直流照明灯的研究节能与环保，（）：而当加入制冷器以后，无论发光亮度有多大，表面温度都迅速降温为左右，达到了预期制冷的

9、效果。表为加入制冷器后输出电压，温度与热敏电阻阻值的关系。裹经过制冷有源温控系统的测试数据刘木清照明用光效的热特性及其测试与评价方法的研究上海：复旦大学，程婷大功率白光照明器件中散热问题的研究武汉：华中科技大学，吴业正，李新中，李新中，等制冷与低温技术原理北京：高等教育出版社，兰装翁锻缯热敏电是等等猩馏曲波，肖圣兵。吕建平工业常用传感器选型指南北清华大学出版社。郑庆华，童悦双臂电桥测低电阻物理与工程，（）：程建华，王晶，王鑫哲双电桥在精密温度测量系统中的应用研究应用科技，（）；王铁流，吴丹丹，李成基于接口的数据采集存储电路电子产品世界，（）：郭静，刘付火，王章瑞单片机及其接口应用电子世界，（）

10、：结语。本文给出了一种新型的有源温控系统的设计，使用降压型驱动器作为制冷器的驱动电作者简介：刘世俊刘超男，年出生，工程师。研究方向为电力电子。研究方向为电机控制。（上接第页）张旭鹏，杨胜文。张金玲太阳能电池发电应用前景分析世纪建筑材料，（）：施祖铭太阳能光伏电池的发展新技术新产品，（）：（）：，：，：。，（）：。，（）：，：一邓栋，易灵芝基于函数光伏阵列最大功率追踪的控制策略湖南工业大学学报，（）：，口，（）：赵为太阳能光伏并网发电系统的研究合肥：合肥工业大学，。，（）：廖志凌，刘国海，梅从立一种改进的太阳能电池非线性工程数学模型江苏大学学报，（）：（）扬金孝男，年出生，陕西宝鸡人，硕士生导师，副教授。主要研究数据采集与处理和微电子学方面的研究。朱琳女，年出生，吉林白城人，硕士研究生。主要研究方向为微电子学与固体电子学。基于Matlab/Simulink光伏电池模型的研究作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷（期）：杨金孝， 朱琳， YANG Jin-xiao， ZHU Lin西北工业大学电子信息学院,陕西西安,710129现代电子技术Modern Electronics Technique2011,34（24）本文链接：